偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰固液平衡溶解度研究

发布时间：2017-09-22 14:50

  本文关键词：偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰固液平衡溶解度研究

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【摘要】：采用自主设计、安装的全封闭暗箱—激光衍射实验装置测定了偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰在甲醇、碳酸二甲酯中的固液相平衡溶解度,利用分子热力学模型关联了偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰在甲醇、碳酸二甲酯纯溶剂和甲醇+碳酸二甲酯混合溶剂中的溶解度和热力学特性,为偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰引发剂在溶液聚合反应中的应用及其结晶分离提供基础热力学数据。主要的研究内容如下：(1)采用激光衍射辅助动态法测定了283.35K-357.05K氯化钾在水中、289.15K-363.25K苯甲酸在水中的溶解度,实验数据与手册数据吻合较好,表明实验装置和实验方法准确可靠。(2)在温度284.75K-344.95K下,采用激光衍射辅助动态法,分别测定了偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰分别在甲醇、碳酸二甲酯两种纯溶剂和含甲醇质量分数为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8的甲醇+碳酸二甲酯混合溶剂中的溶解度。结果表明,偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰在所选的溶剂中溶解度随着温度的增加而增大,两种引发剂在甲醇及含甲醇浓度高的的混合溶剂中溶解度较低,甲醇属极性溶剂,碳酸二甲酯属非极性溶剂,根据相似相溶原理,得到偶氮二异丁腈和过氧化苯甲醇是非极性溶质。(3)由Van't Hoff方程线性拟合,对溶解过程进行热力学分析,计算求出各溶解过程的溶解焓、溶解熵、吉布斯自由能、lH和lTS五个热力学参数。结果表明,偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰的溶解焓和溶解熵均为正值,说明溶解过程是吸热的不可逆过程。偶氮二异丁腈的热力学权重系数l。和lB分别为54%和46%,过氧化苯甲酰的热力学权重系数l。和lTS分别为56%和44%,说明溶解过程中焓变和熵变共同控制着溶解过程,且焓变对吉布斯自由焓变化影响稍大于熵变。(4)采用溶解度模型Wilson、NRTL、UNIQUAC、Apelblat、多项式方程关联了偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰在纯溶剂和混合溶剂中的溶解度数据。结果表明,偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰在甲醇和碳酸二甲酯纯溶剂中的溶解度最佳关联模型均是Apelblat方程,模型的总平均相对偏差分别为0.49%和0.29%。偶氮二异丁腈在甲醇+碳酸二甲酯混合溶剂中的溶解度最佳关联模型是NRTL方程和Apelblat方程,模型的总平均相对偏差分别为0.46%和0.59%。过氧甲苯甲酰在甲醇+碳酸二甲酯混合溶剂中的溶解度最佳关联模型是UNIQUAC方程和Apelblat方程,模型的总平均相对偏差分别为0.30%和0.57%。
【关键词】：偶氮二异丁腈 过氧化苯甲酰 激光衍射辅助动态法 溶解焓 溶解熵 热力学模型
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ013.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-13
• 第一章 文献综述13-29
• 1.1 引言13
• 1.2 偶氮二异丁腈13-15
• 1.2.1 偶氮二异丁腈的物化性质13-14
• 1.2.2 偶氮二异丁腈的用途及生产方法14-15
• 1.3 过氧化苯甲酰15-16
• 1.3.1 过氧化苯甲酰的物化性质15
• 1.3.2 过氧化苯甲酰的用途及生产方法15-16
• 1.4 固液平衡溶解度测定方法16-18
• 1.4.1 动态法16-17
• 1.4.2 平衡法17
• 1.4.3 热分析法17-18
• 1.5 固液相平衡模型18-27
• 1.5.1 活度系数法18-24
• 1.5.2 状态方程法24-25
• 1.5.3 经验方程法25-27
• 1.6 研究内容与意义27-29
• 第二章 实验部分29-37
• 2.1 引言29
• 2.2 材料与试剂29
• 2.3 溶质与溶剂表征29-34
• 2.3.1 高效液相色谱分析29-31
• 2.3.2 DSC分析31
• 2.3.3 气相色谱分析31-34
• 2.4 实验装置34
• 2.4.1 仪器与设备34
• 2.4.2 实验装置34
• 2.5 实验步骤34-35
• 2.6 溶解度计算方法35-36
• 2.7 小结36-37
• 第三章 偶氮二异丁腈固液平衡溶解度37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 结果与讨论37-56
• 3.2.1 实验可靠性分析37-39
• 3.2.2 实验测定结果39-41
• 3.2.3 溶解度-温度关系曲线41-43
• 3.2.4 溶解过程热力学分析43-44
• 3.2.5 模型与关联44-52
• 3.2.6 模型比较与偏差52-56
• 3.3 小结56-57
• 第四章 过氧化苯甲酰固液平衡溶解度57-72
• 4.1 引言57
• 4.2 结果与讨论57-70
• 4.2.1 实验测定结果57-59
• 4.2.2 溶解度-温度关系曲线59-61
• 4.2.3 溶解过程热力学分析61-62
• 4.2.4 模型与关联62-67
• 4.2.5 模型比较与偏差67-70
• 4.3 小结70-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 结论72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文79

【参考文献】

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本文编号：901443